【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,關(guān)于非線性系統(tǒng)的研究已成為國際控制界的熱點(diǎn)研究方向.在許多復(fù)雜的非線性系統(tǒng)中,如電力系統(tǒng)和復(fù)雜的電網(wǎng)絡(luò)、受限機(jī)械系統(tǒng)和機(jī)器人系統(tǒng)、化工過程、人口模型以及經(jīng)濟(jì)模型等,都是由若干動(dòng)態(tài)子系統(tǒng)和靜態(tài)子系統(tǒng)耦合而成的,這類系統(tǒng)稱為非線性奇異系統(tǒng).而在有些實(shí)際應(yīng)用中,主要考察系統(tǒng)在一段時(shí)間區(qū)間內(nèi)的性能,討論在有限時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題.由于非線性奇異系統(tǒng)的有限時(shí)間控制器的設(shè)計(jì)存在難度,目前得到的研究結(jié)果較少.而非線性奇異系統(tǒng)在實(shí)際系統(tǒng)中的應(yīng)用比較廣泛,譬如導(dǎo)彈系統(tǒng)、機(jī)器人操控系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、ATM網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等,所以研究非線性奇異系統(tǒng)的有限時(shí)間穩(wěn)定性分析及控制設(shè)計(jì)是十分必要的.本文利用奇異系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),綜合非線性系統(tǒng)的研究方法,設(shè)計(jì)合適的狀態(tài)\輸出反饋控制器使得閉環(huán)非線性奇異系統(tǒng)在有限時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定.本文所設(shè)計(jì)的控制器具有以下優(yōu)點(diǎn):(i)由于奇異矩陣E沒有任何限制條件,本控制器可以適用于更多的系統(tǒng);(ii)對于非線性項(xiàng)的處理,是不用滿足李普希茲條件的;(iii)關(guān)于控制器的設(shè)計(jì)有較少的保守性,計(jì)算復(fù)雜度比較低,形式更加簡單.本文研究了以下幾類非線性奇異系統(tǒng)的有限時(shí)間控制設(shè)計(jì)問題.1)研究了非線性連續(xù)奇異系統(tǒng)的有限時(shí)間穩(wěn)定性、有限時(shí)間H_∞控制、有限時(shí)間自適應(yīng)H_∞控制及其在非線性系統(tǒng)中的應(yīng)用.基于奇異系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),利用狀態(tài)未分解的方法,在合適的狀態(tài)反饋條件下,解決了非線性連續(xù)奇異系統(tǒng)的有限時(shí)間控制問題,并在此基礎(chǔ)上分別設(shè)計(jì)了有限時(shí)間H_∞控制器和具有參數(shù)攝動(dòng)的有限時(shí)間H_∞自適應(yīng)控制器,最后利用非線性電路系統(tǒng)的仿真實(shí)例說明了所設(shè)計(jì)控制器的有效性.2)對具有飽和執(zhí)行器的非線性奇異系統(tǒng)的有限時(shí)間控制問題進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)狀態(tài)反饋控制器,給出了有限時(shí)間穩(wěn)定的一些充分條件,最后應(yīng)用非線性電路系統(tǒng)的實(shí)例證明所得結(jié)果的真實(shí)性.3)針對非線性離散奇異系統(tǒng)的有限時(shí)間穩(wěn)定性分析及有限時(shí)間H_∞控制問題進(jìn)行了分析.基于非線性離散奇異系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),證明系統(tǒng)是因果的和脈沖能控的,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)合適的狀態(tài)反饋控制器,使得閉環(huán)非線性離散奇異系統(tǒng)達(dá)到有限時(shí)間穩(wěn)定,最后用人口分布的實(shí)例證明系統(tǒng)控制器的可行性.4)討論了兩個(gè)或多個(gè)非線性奇異系統(tǒng)的有限時(shí)間同時(shí)鎮(zhèn)定問題,首先,基于系統(tǒng)擴(kuò)維技術(shù),在輸出反饋?zhàn)饔孟?把兩個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)合并成一個(gè)擴(kuò)展的奇異系統(tǒng),并給出系統(tǒng)無脈沖模的充分條件.然后,基于線性矩陣不等式的方法,給出擴(kuò)展系統(tǒng)是有限時(shí)間穩(wěn)定的充分條件,從而得到兩個(gè)或多個(gè)非線性奇異系統(tǒng)是有限時(shí)間同時(shí)鎮(zhèn)定的.在此基礎(chǔ)上,又分別研究了帶外部干擾的兩個(gè)非線性奇異系統(tǒng)和帶飽和執(zhí)行器的兩個(gè)非線性奇異系統(tǒng)的有限時(shí)間同時(shí)鎮(zhèn)定問題,最后分別利用數(shù)值例子證明所設(shè)計(jì)控制器的有效性.
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP13
【圖文】：

). (()(0)(0)()201max1max QxERExQTT基于條件(2.32)，可推出TTTTTeQQxERExQxtERExt () ()(0)(0)()()()min1201max1max 2.min1201max11max() ()()ecQQcQT 因此, 當(dāng)w消失時(shí), 系統(tǒng)(2.22)關(guān)于 (,,,)12c cTR是有限時(shí)間穩(wěn)定的.2.5 實(shí)例為了說明定理2.4.1在非線性奇異系統(tǒng)有限時(shí)間控制設(shè)計(jì)中的應(yīng)用, 我們給出下例子.例 2.5.1 考慮下面的非線性奇異電路系統(tǒng)：

t [0,8], 同時(shí), 在圖 2.2 中看出, ()()5.72xtERExt c TT, t [0.2,8]. 閉環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài) x , , 和控制信號u 仿真結(jié)果分別是如圖 2.4 和 2.5. 從圖2.2-2.5 可以看出開環(huán)系統(tǒng)是不穩(wěn)定的, 而閉環(huán)系統(tǒng)是關(guān)于 ( 0.5,5.7,8,I )的有限時(shí)間穩(wěn)定的. 仿真結(jié)果展示了對具有外部干擾及不確定參數(shù)攝動(dòng)的控制器(2.36)是非常有效的.若不含 p 的系統(tǒng)(2.34)是已知系統(tǒng), 只要讓 0 時(shí), 控制律(2.36)是可容許的 H 控制器. 相應(yīng)地, H 控制器可以給出如下：

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4 譚連生;;奇異系統(tǒng)的輸出穩(wěn)定化[A];全國青年管理科學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)論文集（第2卷）[C];1993年

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6 屈冬梅;馬靜;孫書利;;帶未知輸入隨機(jī)奇異系統(tǒng)多傳感器分布式融合濾波[A];第二十九屆中國控制會(huì)議論文集[C];2010年

7 ;Admissible Switched Control of Singular Systems[A];第二十三屆中國控制會(huì)議論文集（下冊）[C];2004年

8 高在瑞;紀(jì)志成;;一類切換奇異時(shí)滯系統(tǒng)的最優(yōu)保成本控制[A];中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專業(yè)委員會(huì)A卷[C];2011年

9 劉德明;傅鉛生;;基于非線性擾動(dòng)時(shí)間連續(xù)奇異系統(tǒng)特征的在線競拍出價(jià)幾率變化問題研究[A];第八屆中國管理科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

10 馬靜;孫書利;;隨機(jī)奇異系統(tǒng)降階Kalman和Wiener預(yù)報(bào)器新方法[A];2006中國控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

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本文編號：2742377